DE102006008150B4

DE102006008150B4 - Coke guide car with a tub and coke oven with a coke guide car

Info

Publication number: DE102006008150B4
Application number: DE102006008150.1A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Wemhöner Bernd; Dipl.-Ing. Kurbjuhn Udo; Wolfgang Puchenberg; Dr. Kanty Christian; Holger Scheiker
Original assignee: KBS Kokereibetriebsgesellschaft Schwelgern GmbH
Current assignee: KBS Kokereibetriebsgesellschaft Schwelgern GmbH
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2026-02-21
Also published as: DE102006008150A1

Abstract

Koksführungswagen mit einer Wanne zum Überführen des Kokses aus der Ofenkammer eines Koksofens in einen Löschwagen, welcher Mittel (6, 7) zur Messung der Füllhöhe des Kokses (3) an der Wanne (5) des Koksführungswagens (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (6, 7) zur Messung der Füllhöhe des Kokses (3) in der Ofenkammer (2) durch Bestimmung des Profils der Füllhöhe beim Ausschieben des Kokses aus der Ofenkammer ein Mikrowellen emittierender Sensor (6) vorgesehen ist und der Sensor (6) zur Einleitung der Mikrowellen in die Wanne des Koksführungswagens an einem Hohlleiter (7) angeschlossen ist.Koksführungswagen with a tub for transferring the coke from the furnace chamber of a coke oven in a fire truck, which means (6, 7) for measuring the filling level of the coke (3) on the trough (5) of Koksführungswagens (4), characterized in that as means (6, 7) for measuring the filling level of the coke (3) in the oven chamber (2) by determining the profile of the filling level when pushing out the coke from the oven chamber a microwave emitting sensor (6) is provided and the sensor (6) for introducing the microwaves into the tub of Koksführungswagens to a waveguide (7) is connected.

Description

Die Erfindung betrifft einen Koksführungswagen mit einer Wanne zum Überführen des Kokses aus der Ofenkammer eines Koksofens in einen Löschwagen sowie einen Koksofen, insbesondere einen Horizontalkammerofen, mit mindestens einer Ofenkammer und mindestens einem Füllwagen zur Befüllung der Ofenkammern mit Kohle.The invention relates to a Koksführungswagen with a tub for transferring the coke from the furnace chamber of a coke oven in a fire truck and a coke oven, in particular a horizontal kiln, with at least one furnace chamber and at least one filling car for filling the furnace chambers with coal.

Koksöfen dienen zur Verkokung von Steinkohle zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Hochofen- oder Gießereikokses. Häufig werden die Koksöfen als Horizontalkammeröfen ausgebildet, da diese aufgrund der günstigen Wärmenutzung, des geringen Bedienungsaufwandes, der langen Haltbarkeit sowie der hohen Durchsatzmengen die wirtschaftlichsten Koksöfen darstellen. Ein Horizontalkammerofen besteht im Wesentlichen aus Heizwänden mit dazwischenliegenden Ofenkammern, die schmal und lang gestreckt sind. Die Kokskohle wird über Füllwagen von oben in die einzelnen Ofenkammern gegeben, wobei jeder Ofenkammer in der Regel eine Mehrzahl von Öffnungen zum Befüllen zugeordnet ist. Nach der Verkokung der Kohle wird über eine Druckstange der Koks seitlich aus den Ofenkammern herausgedrückt und über einen Koksführungswagen in einen Löschwagen überführt. Häufig wird eine hohe Anzahl von Koksöfen zu Koksofenbatterien zusammengefasst, so dass diese einen sehr hohen Durchsatz von bis zu mehr als 10.000 t Kohle pro Tag aufweisen. Um den Durchsatz von Koksöfen zu optimieren, ist man bestrebt, die Koksöfen immer mit maximaler Füllung zu betreiben. Die verschiedenen Ofenkammern weisen, wie bereits ausgeführt, in der Regel eine Mehrzahl an Fülllöchern auf, durch welche die Kokskohle aus einem oberhalb der Ofenkammer angeordneten Füllwagen in die Ofenkammer geschüttet wird. Dabei entstehen in der Ofenkammer selbst Schüttkegel, die abhängig von der Konsistenz der verwendeten Kokskohle und den Verfahrensparametern der den einzelnen Fülllöchern zugeordneten Förderschnecken des Füllwagens sind. Zwar werden zur Einebnung der Schüttkegel Planierstangen eingesetzt, die in die Ofenkammer eingefahren werden. Eine optimale Füllung der Ofenkammern konnte bisher jedoch nur unzureichend erreicht werden. Dies liegt auch daran, dass bisher der Füllstand der Ofenkammer nur manuell durch in die Fülllöcher eingelassene Stangen gemessen werden konnte.Coke ovens serve to carbonize hard coal to produce a high quality blast furnace or foundry coke. Frequently, the coke ovens are designed as horizontal kilns, as they represent the most economical coke ovens due to the low heat, low operating costs, long shelf life and high throughputs. A horizontal chamber furnace essentially consists of heating walls with intermediate furnace chambers that are narrow and elongated. The coking coal is added via filling carriage from above into the individual furnace chambers, wherein each furnace chamber is usually associated with a plurality of openings for filling. After coking the coal is pressed laterally out of the furnace chambers via a push rod of the coke and transferred via a Koksführungswagen in a fire truck. Frequently, a large number of coke ovens are combined into coke oven batteries, so that they have a very high throughput of up to more than 10,000 tons of coal per day. In order to optimize the throughput of coke ovens, it is endeavored to operate the coke ovens always with maximum filling. The various furnace chambers, as already stated, usually have a plurality of filling holes, through which the coking coal is poured from a charging chamber arranged above the furnace chamber into the furnace chamber. In this case, bulk cones which are dependent on the consistency of the coking coal used and the process parameters of the conveying screws of the filling truck assigned to the individual filling holes are formed in the furnace chamber itself. Although planing bars are used to level the bulk cone, which are retracted into the oven chamber. An optimal filling of the furnace chambers has so far been achieved only inadequately. This is also because so far the level of the oven chamber could only be measured manually by embedded in the filling holes rods.

Aus der japanischen Patentanmeldung JP 2004271446 A ist bekannt, über einen berührungslos arbeitenden Sensor, durch die Fülllöcher hindurch die Kohlefüllmenge im Koksofen zu bestimmen. Einerseits ist bei dem aus der japanischen Druckschrift bekannten Verfahren zur Bestimmung der Füllmenge problematisch, dass der am Füllloch angeordnete Sensor einer erheblichen Wärmebelastung ausgesetzt ist und insofern aufwändiger Wärmeschutzmaßnahmen bedarf. Andererseits kann mit der beschriebenen Sensoranordnung zwar die Füllhöhe unterhalb eines Füllloches aber nicht das Profil der Ofenfüllung bestimmt werden, so dass keine Aufschlüsse über Ausbildung der einzelnen Schüttkegel generiert werden können. Eine Optimierung der Füllmenge des Koksofens ist daher mit den beschriebenen Maßnahmen nicht möglich.From the Japanese patent application JP 2004271446 A It is known, via a non-contact sensor to determine through the filling holes through the coal charge in the coke oven. On the one hand, it is problematic in the method known from the Japanese publication for determining the filling amount that the sensor arranged at the filling hole is exposed to a considerable heat load and thus requires expensive heat protection measures. On the other hand, although the filling height below a filling hole but not the profile of the furnace filling can be determined with the described sensor arrangement, so that no information about the formation of the individual bulk cone can be generated. An optimization of the capacity of the coke oven is therefore not possible with the measures described.

Aus der DE 10 2005 007 163 A1 ist ein Koksofenüberleitwagen mit einer Lasermesseinrichtung zur Füllhöhenbestimmung des Kokses bekannt.From the DE 10 2005 007 163 A1 is a Koksofenüberleitwagen with a laser measuring device for filling height determination of the coke known.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Koksführungswagen vorzuschlagen, der ein Verfahren zur Bestimmung der Füllmenge einer Ofenkammer eines Koksofens ermöglicht, mit welchem die Füllmenge im Koksofen effektiv optimiert werden kann. Daneben liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Koksofen vorzuschlagen.On this basis, the present invention seeks to propose a Koksführungswagen that allows a method for determining the capacity of a furnace chamber of a coke oven, with which the amount in the coke oven can be effectively optimized. In addition, the invention has for its object to propose a coke oven.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch einen Koksführungswagen gelöst, bei welchem Mittel zur Messung der Füllhöhe des Kokses an der Wanne des Koksführungswagens vorgesehen sind. Wie bereits zuvor beschrieben, kann hierdurch mit einer einzigen Messvorrichtung die Füllhöhe mehrerer Ofenkammern, beispielsweise einer Koksofenbatterie, mit nur einem Koksführungswagen gemessen werden und die entsprechend gewonnenen Profile zur Steuerung der Befüllung der Ofenkammern verwendet werden.According to the present invention, the above-described object is achieved by a Koksführungswagen, wherein means are provided for measuring the filling level of the coke on the trough of Koksführungswagens. As already described above, the filling height of several furnace chambers, for example a coke oven battery, can be measured with only one Koksführungswagen with a single measuring device and the correspondingly obtained profiles are used to control the filling of the furnace chambers.

Ist als Mittel zur Messung der Füllhöhe des Kokses in der Ofenkammer ein Mikrowellen emittierender Sensor vorgesehen, wird eine einfache kontinuierliche und prozesssichere Bestimmung der Füllhöhe während des Ausschiebens des Kokses ermöglicht, die darüber hinaus nahezu wartungsfrei ist.If a microwave-emitting sensor is provided as means for measuring the filling level of the coke in the furnace chamber, a simple continuous and reliable determination of the filling level during the expulsion of the coke is made possible, which is moreover virtually maintenance-free.

Auf einfache Weise können die elektromagnetischen Wellen in die Wanne des Koksführungswagens dadurch eingeleitet werden, dass der Sensor an einem Hohlleiter, insbesondere einem gebogenen Hohlleiter angeschlossen ist. Mit dem aus Metall bestehenden Hohlleiter können die elektromagnetischen Wellen an einem bestimmten Ort nahezu unabhängig vom eigentlichen Ort des Sensors in die Wanne des Koksführungswagens eingeleitet werden. Der Hohlleiter dient dabei sowohl zum Emittieren als auch zum Empfangen der reflektierten elektromagnetischen Wellen. Da die Hohlleiter aus Metall sind, sind diese wesentlich Temperatur unempfindlicher als der Sensor selbst. Durch einen gebogenen Hohlleiter können dazu die Temperatureinwirkungen, beispielsweise am Ort der Einleitung der elektromagnetischen Wellen, vom Ort des eigentlichen Sensors einfach entkoppelt werden, so dass aufwändige Maßnahmen zum Temperaturschutz des Sensors entfallen.In a simple way, the electromagnetic waves can be introduced into the trough of Koksführungswagens characterized in that the sensor is connected to a waveguide, in particular a bent waveguide. With the waveguide made of metal, the electromagnetic waves can be introduced at a certain location almost independent of the actual location of the sensor in the trough of Koksführungswagens. The waveguide serves both for emitting and for receiving the reflected electromagnetic waves. Since the waveguides are made of metal, they are substantially less sensitive to temperature than the sensor itself. By means of a curved waveguide, the temperature effects, for example at the point of initiation of the electromagnetic waves, can be easily decoupled from the location of the actual sensor, so that expensive Measures to protect the temperature of the sensor omitted.

Schließlich wird die oben aufgezeigte Aufgabe gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung durch einen gattungsgemäßen Koksofen, insbesondere einen Horizontalkammerofen dadurch gelöst, dass mindestens ein erfindungsgemäßer Koksführungswagen zum Überführen des Kokses während des Ausschiebens aus der Kammer in einen Löschwagen vorgesehen ist. Bei den erfindungsgemäßen Koksöfen kann unter Verwendung des erfindungsgemäßen Koksführungswagens die Füllhöhe des Kokses in jeder einzelnen Ofenkammer bzw. deren Füllprofil sehr exakt bestimmt werden und insofern die Füllmenge der Ofenkammern optimiert werden.Finally, the above object is achieved according to another teaching of the present invention by a generic coke oven, in particular a horizontal kiln, characterized in that at least one inventive Koksführungswagen is provided for transferring the coke during the pushing out of the chamber in a fire truck. In the coke ovens according to the invention can be determined very accurately using the Koksführungswagens invention, the filling height of the coke in each oven chamber or its filling profile and insofar the capacity of the furnace chambers can be optimized.

Ist am Koksofen eine Steuerung vorgesehen, welche die Befüllung der Ofenkammer unter Verwendung des Füllwagens zumindest teilweise in Abhängigkeit von den am Koksführungswagen gemessenen Füllhöhen des Kokses steuert, kann bereits im Vorfeld, beispielsweise bei bekannten Parametern des Schüttguts eine optimale Füllung der Ofenkammer des Koksofens gezielt eingestellt werden und damit der Durchsatz des Koksofens weiter verbessert werden.If a control is provided on the coke oven, which controls the filling of the oven chamber using the filling carriage at least partially as a function of the Koksführungswagen measured heights of the coke, can already set in advance, for example, in known parameters of the bulk material an optimal filling of the furnace chamber of the coke oven and thus the throughput of the coke oven be further improved.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten den erfindungsgemäßen Koksführungswagen und den erfindungsgemäßen Koksofen weiterzugestalten und auszubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 3 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt inThere are now a variety of ways to further develop and train the Koksführungswagen invention and the coke oven according to the invention. Reference is made on the one hand to the claims subordinate to claims 1 and 3 claims, on the other hand to the description of an embodiment in conjunction with the drawings. The drawing shows in

1 in einer schematischen Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Koksofens mit einem Koksführungswagen und einem Füllwagen und 1 in a schematic sectional view of an embodiment of a coke oven according to the invention with a Koksführungswagen and a filling and

2 ein gemessenes Profil der Füllhöhe des Kokses in der Ofenkammer des Ausführungsbeispiels aus 1. 2 a measured profile of the filling level of the coke in the oven chamber of the embodiment 1 ,

1 zeigt einen Koksofen 1 mit einer Ofenkammer 2, die mit Koks 3 gefüllt ist. Darüber hinaus ist der Koksführungswagen 4 mit einer Wanne 5 schematisch dargestellt. Auf der Wanne 5 ist der Sensor 6 angeordnet, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel Mikrowellen über den Hohlleiter 7 in die Wanne 5 des Koksführungswagens 4 einleitet. Der Hohlleiter 7 dient sowohl zum Einleiten der Mikrowellen in die Wanne 5 des Koksführungswagens 4 als auch zum Empfangen der am Koks 3 reflektierten Mikrowellen. Die Einleitung der Mikrowellen findet unmittelbar an der Öffnung der Ofenkammer 2 statt, so dass beim Ausschieben des Kokses durch die Druckstange 8 das gesamte Füllprofil der Ofenkammer 2 mit dem Sensor 6 gemessen werden kann. Beim Druckvorgang wird der Koks 3 in den Löschwagen 9 gedrückt, welcher dann einem Löschturm zugeführt wird. Da der Koks 3 erst am Ausgang der Wanne 5 in den Löschwagen gedrückt wird, hat der Koks 3 im Eingangsbereich der Wanne 5, dort wo der Sensor 6 angeordnet ist, noch im Wesentlichen das Profil, welches in der Ofenkammer 2 während der Verkokung vorgelegen hat. Erfindungsgemäß wird daher tatsächlich das Profil der Kohle in der Ofenkammer 2 bestimmt. 1 shows a coke oven 1 with a furnace chamber 2 that with coke 3 is filled. In addition, the coke guide car 4 with a tub 5 shown schematically. On the tub 5 is the sensor 6 arranged, which in the present embodiment, microwaves via the waveguide 7 in the tub 5 of the coke carriage 4 initiates. The waveguide 7 serves both to introduce the microwaves into the tub 5 of the coke carriage 4 as well as to receive the coke 3 reflected microwaves. The introduction of the microwaves takes place directly at the opening of the oven chamber 2 instead, so that when pushing out the coke through the push rod 8th the entire filling profile of the furnace chamber 2 with the sensor 6 can be measured. During printing, the coke is 3 in the fire truck 9 pressed, which is then fed to a quench tower. Because of the coke 3 only at the exit of the tub 5 pressed into the fire truck, the coke has 3 in the entrance area of the tub 5 , where the sensor 6 is still substantially the profile, which in the furnace chamber 2 during the coking. Therefore, according to the invention, in fact, the profile of the coal in the furnace chamber 2 certainly.

Schematisch ist in 1 ein Füllwagen 10 zu erkennen, der den jeweiligen Fülllöchern 11 zugeordnete Befüllmittel 12 aufweist. Über die Befüllmittel 12, welche in der Regel mindestens eine steuerbare Förderschnecke aufweisen, kann die Geschwindigkeit des Befüllens des Koksofens gesteuert werden.Schematically is in 1 a filling car 10 to recognize the respective filling holes 11 associated filling agents 12 having. About the filling agents 12 , Which usually have at least one controllable screw conveyor, the speed of filling the coke oven can be controlled.

Über eine in 1 nicht dargestellte Steuerung können abhängig von dem gemessenen Profil und unter Berücksichtigung der Schüttparameter der verwendeten Kohle, die Verfahrensparameter für die Fördermittel 12 so eingestellt werden, so dass sich in der Ofenkammer 2 ein optimales Füllprofil zusammen mit einer maximalen Füllung der Ofenkammer 2 ergibt. Dadurch, dass nunmehr die Möglichkeit besteht, abhängig von den Parametern der eingesetzten Kohle bzw. der eingesetzten Kohlemischung den Befüllvorgang zu beeinflussen, kann die Füllmenge der Ofenkammern 2 des Koksofens 1 optimiert und dessen Effizienz bzw. dessen Durchsatz weiter gesteigert werden.About one in 1 not shown control, depending on the measured profile and taking into account the bulk parameters of the coal used, the process parameters for the funding 12 be set so that in the oven chamber 2 an optimal filling profile together with a maximum filling of the oven chamber 2 results. The fact that it is now possible, depending on the parameters of the coal used or the coal mixture used to influence the filling process, the capacity of the furnace chambers 2 of the coke oven 1 optimized and its efficiency or throughput can be further increased.

Eine Messung der Füllhöhe der Ofenkammer 2 während des Ausschiebens durch die Druckstange zeigt das in 2 dargestellte Diagramm, in welchem auf der y-Achse das Messsignal des Messsensors 6, welches proportional zur Höhe ist, dargestellt ist. Auf der x-Achse ist die Zeit aufgetragen. Deutlich erkennt man in der in 2 dargestellten Messung die Schüttkegel 13, 14 und 15, die eine nicht optimale Füllmenge der Ofenkammer 2 anzeigen. Durch die Ausbildung entsprechender Schüttkegel in der Ofenkammer 2 ist der Füllgrad nicht optimal, da beispielsweise zwischen den einzelnen Schüttkegeln Leerräume entstehen. Man ist daher bestrebt, durch eine gezielte Steuerung der Befüllung der Ofenkammer soviel Kohle in die Ofenkammer zu füllen, dass nach dem Planieren mit der Planierstange die Leerräume zwischen den Schüttkegeln vermieden werden und eine entsprechend gleichmäßige Füllhöhe in der gesamten Ofenkammer erreicht wird.A measurement of the filling level of the oven chamber 2 during pushing out by the push rod, the in 2 represented diagram in which on the y-axis, the measuring signal of the measuring sensor 6 , which is proportional to the height, is shown. The time is plotted on the x-axis. You can clearly see in the in 2 measurement shown the bulk cone 13 . 14 and 15 , which is a non-optimal filling amount of the oven chamber 2 Show. By training appropriate bulk cone in the oven chamber 2 the degree of filling is not optimal, since, for example, between the individual Schüttkegeln voids occur. It is therefore anxious to fill so much coal in the oven chamber by a targeted control of the filling of the furnace chamber, that after leveling with the leveler the voids between the cones are avoided and a correspondingly uniform filling level is achieved in the entire furnace chamber.

Der Maximalwert 16 stellt die Messung der Höhe der Druckstange 8 dar. Die Druckstange 8 wird in der Regel bei jedem Ausschieben des Kokses gemessen und ermöglicht dabei eine besonders einfache Kalibrierung des Messsensors 6 mit jeder Messung. Nach entsprechender Kalibrierung kann die Füllhöhe des Kokses der gesamten Ofenkammer 2 und damit deren Füllmenge sehr exakt bestimmt werden.The maximum value 16 represents the measurement of the height of the push rod 8th dar. The push rod 8th is usually measured with each expulsion of the coke, thereby enabling a particularly simple calibration of the measuring sensor 6 with every measurement. After appropriate calibration, the filling level of the coke of the entire furnace chamber 2 and thus their capacity can be determined very accurately.

Große Vorteile bietet der erfindungsgemäße Koksführungswagen sowie der erfindungsgemäße Koksofen bei einer Koksofenbatterie mit einer sehr hohen Anzahl an Koksöfen. Einerseits sind die Investitionskosten gering, da nur eine geringe Anzahl an Sensoren benötigt wird. Andererseits kann aus den anfallenden großen Datenmengen relativ schnell ein Modell zur Steuerung der Befüllung der Ofenkammer abhängig von den Parametern der verwendeten Kohle gewonnen werden, so dass eine prozesssichere Effizienzsteigerung erreicht wird.Great benefits of the invention Koksführungswagen and the coke oven according to the invention in a coke oven battery with a very high number of coke ovens. On the one hand, the investment costs are low, since only a small number of sensors is needed. On the other hand, a model for controlling the filling of the furnace chamber can be obtained relatively quickly from the accumulated large amounts of data depending on the parameters of the coal used, so that a process-reliable increase in efficiency is achieved.

Claims

Coke guide carriage with a trough for transferring the coke from the furnace chamber of a coke oven into a fire truck, which means ( 6 . 7 ) for measuring the fill level of the coke ( 3 ) on the tub ( 5 ) of the coke carriage ( 4 ), characterized in that as means ( 6 . 7 ) for measuring the fill level of the coke ( 3 ) in the furnace chamber ( 2 ) by determining the profile of the filling level when pushing out the coke from the oven chamber a microwave emitting sensor ( 6 ) and the sensor ( 6 ) for introducing the microwaves into the trough of the Koksführungswagens on a waveguide ( 7 ) connected.

Coke guide carriage according to claim 1, characterized in that the sensor ( 6 ) on a curved waveguide ( 7 ) connected.

Coke oven, in particular horizontal chamber furnace, with at least one furnace chamber and at least one filling carriage for filling the furnace chamber with coal, characterized in that at least one coke guide carriage ( 4 ) for transferring the coke ( 3 ) during the pushing out of the furnace chamber ( 2 ) in a fire truck ( 9 ) is provided according to claim 1 or 2.

Coke oven according to claim 3, characterized in that a control is provided which the filling of the furnace chamber ( 2 ) with coal at least partially depending on the coke carriage ( 4 ) measured fill levels of the coke ( 3 ) controls.